160 лет спустя физики подтвердили идею о магнитных гироскопах

Физики из Института фотоники и нанотехнологий IFN-CNR и Фонда Бруно Кесслера подтвердили гипотезу Джеймса Клерка Максвелла о гироскопическом поведении невращающихся ферромагнетиков. Результаты эксперимента опубликованы в Physical Review Letters.

Исследователи Андреа Винанте и Феликс Аренс зафиксировали эффект в ферромагнитной сфере диаметром 40 микрометров, левитировавшей внутри сверхпроводящей ловушки. Магнит удерживался в подвешенном состоянии за счет эффекта Мейснера. При колебаниях частицы в одном направлении происходило отклонение в ортогональную сторону, что приводило к эллиптической траектории движения.

Сфера изготовлена из сплава на основе неодима. В положении равновесия магнит раскачивался как маятник в двух перпендикулярных направлениях. Наблюдаемое отклонение вызвано внутренним вращательным движением ферромагнетиков, возникающим из-за ориентации электронных спинов в одном направлении.

Максвелл предположил более 150 лет назад, что невращающиеся ферромагнетики при определенных условиях ведут себя как гироскопы. Малый размер экспериментального объекта стал ключевым фактором успеха. С макроскопическими магнитами этот эффект практически невозможно зафиксировать, в то время как с уменьшением размера он проявляется сильнее.

Эксперимент проводился в рамках проекта LEMAQUME. Исследователи планируют создать миниатюрную установку на чипе для левитации магнитов еще меньшего размера. Открытие может применяться для разработки сверхчувствительных магнитных датчиков и проверки общей теории относительности.

Источник: Phys.org